含笑內酯(MCL)是來(lái)自天然植物的愈創(chuàng )木烷型倍半萜內酯，在木蘭科植物黃蘭的根皮和臺灣含笑的根皮中均有分布，其化學(xué)結構如下圖所示。含笑內酯也可用小 白菊內酯(PTL)為原料通過(guò)化學(xué)反應得到，其活性與小 白菊內酯相當，但穩定性更高、毒 性和生產(chǎn)成本更低，更具有臨床藥物的潛力。現代藥理學(xué)研究表明，含笑內酯具有抗炎、抗腫瘤、免疫調節、神經(jīng)保護等多重藥理作用，但是含笑內酯水溶性差，被攝取后藥物血漿濃度太低，影響其體內藥理作用，近年來(lái)，為了提高含笑內酯的生物活性和血藥濃度，對其結構進(jìn)行了大量修飾與改造，發(fā)現了一系列活性?xún)?yōu)于含笑內酯以及更具成藥性研究的含笑內酯衍生物。

       1、抗炎作用

       含笑內酯具有潛在的抗炎生物活性，可用于治療腸炎、類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎等多種炎癥。研究表明，含笑內酯可通過(guò)調控核因子κB、磷脂酰肌醇-3-羥激酶/蛋白激酶B等多條相關(guān)信號通路降低炎癥細胞因子的表達水平。

       含笑內酯能夠抑制強直性脊柱炎（AS）模型小鼠血清中腫瘤壞死因子α（TNF-α）、IL-1 β、IL-6、IL-18 和 γ-干擾素（IFN-γ）的含量，降低caspase-1 p10、IL-1β p17、核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白 3（NLRP3）和caspase-3的蛋白表達水平，同時(shí)抑制磷酸化 p65（p-p65）的表達，增加磷酸化 IκBα（p-IκBα）的表達，表明含笑內酯能夠通過(guò)抑制NLRP3炎癥小體激活和調節NF-κB信號通路、維持Th1/Th2的平衡來(lái)緩解AS。含笑內酯能夠顯著(zhù)抑制脂多糖誘導的 NF-κB 信號通路激活，降低 NLRP3 和caspase-1的表達水平，減少I(mǎi)L-1β和IL-18 的分泌；同時(shí)，含笑內酯還能抑制線(xiàn)粒體 ROS（mROS）激動(dòng)劑魚(yú)藤酮誘導的NLRP3炎癥小體激活，表明含笑內酯可以通過(guò)抑制mROS/NF-κB/NLRP3 通路來(lái)抑制LPS誘導的大鼠腎小管上皮細胞炎癥反應。研究發(fā)現，含笑內酯可提高致死性敗血性休克小鼠的存活率，其作用機制為含笑內酯能抑制LPS誘導的RAW264.7、原發(fā)性腹腔巨噬細胞和骨髓樹(shù)突狀細胞中炎癥細胞因子 IL-6、TNF-α、MCP-1、IFN-β 和抗炎細胞因子IL-10 的產(chǎn)生，通過(guò) NF-κB 和PI3K /AKT途徑抑制脂多糖誘導的炎癥反應，保護小鼠免受脂多糖的攻擊。在進(jìn)行糖尿病腎病( DN) 發(fā)病機制研究中發(fā)現，含笑內酯可通過(guò)抑制晚期氧化蛋白產(chǎn)物( AOPPs) 誘導的單核細胞趨化蛋白( MCP-1) 的表達，進(jìn)而抑制NF-κB 復合物 P65 的磷酸化和 IκB 的降解，來(lái)實(shí)現抗炎過(guò)程。

       2、抗腫瘤作用

       現代藥理學(xué)研究表明，含笑內酯可通過(guò)抑制腫瘤細胞增殖、調節腫瘤細胞凋亡、誘導腫瘤細胞自噬、抑制腫瘤細胞的侵襲和轉移等發(fā)揮抗腫瘤作用。含笑內酯可通過(guò)激活丙酮酸激酶 M2來(lái)抑制腫瘤細胞。丙酮酸激酶M2( pkm2) 是丙酮酸激酶的低活性亞型，在腫瘤發(fā)生中起著(zhù)關(guān)鍵作用。含笑內酯可通過(guò)殘基半胱氨酸424( C424) 處的共價(jià)結合選擇性地激活 pkm2( C424不包含在pkm1中)。這種相互作用促進(jìn)了更多pkm2四聚體的形成，抑制了賴(lài)氨酸433( K433) 的乙酰化，并影響了 pkm2 向細胞核的易位，因此抑制了白血病細胞的增殖。含笑內酯還可通過(guò)誘導線(xiàn)粒體相關(guān)蛋白( Drp) 1 表達進(jìn)而抑制乳腺癌細胞增殖。Drp1 是線(xiàn)粒體分裂的主要作用分子，誘導 Drp1 表達可促進(jìn)線(xiàn)粒體分裂，提高乳腺癌細胞ROS 水平，耗散線(xiàn)粒體膜電位，促進(jìn)細胞色素C釋放，裂解凋亡蛋白DNA 修復酶( PARP)，進(jìn)而誘發(fā)乳腺癌細胞凋亡。因此，可劑量依賴(lài)性抑制MCF-7及MDA-MB-231乳腺癌細胞增殖。含笑內酯可通過(guò)共價(jià)結合半胱氨酸殘基選擇性地激活PKM2，促進(jìn)丙酮酸激酶形成四聚體，降低 PKM2的賴(lài)氨酸乙酰化和核易位，進(jìn)而顯著(zhù)抑制白血病細胞的增殖和生長(cháng)。含笑內酯能抑制乳腺癌 TNBC 細胞的增殖，并可通過(guò)降低細胞內谷胱甘肽水平，增強 TNBC 細胞對順鉑的敏感性；同時(shí)，含笑內酯對肺癌H1299細胞和Calu-1細胞在輻射和缺氧暴露后缺氧誘導因子1α（HIF-1α）的表達也有明顯的抑制作用，其能通過(guò)抑制 HIF-1α通路使 p53 基因缺陷的肺癌細胞對輻射更敏感，從而抑制肺癌細胞異常增殖。含笑內酯可提高人結腸癌HCT116細胞的自噬率，顯著(zhù)上調 STAT3的磷酸化水平，表明含笑內酯可通過(guò)調控 STAT3 通路來(lái)誘導人結腸癌HCT116細胞發(fā)生自噬。另有研究發(fā)現，含笑內酯可選擇性地清除白血病細胞，上調核因子 E2 相關(guān)因子2（Nrf2）、白血紅素加氧酶 1（HO-1）等轉錄因子的水平，通過(guò)抑制 NF-κB信號通路和增加 ROS 的產(chǎn)生來(lái)抑制白血病細胞的轉移。

       3、神經(jīng)保護作用

       含笑內酯可通過(guò)減少Aβ的積累，抑制小膠質(zhì)細胞活化等作用來(lái)改善神經(jīng)炎癥反應，可通過(guò)調節IκBα/NF-κB、Akt、JNK、MAPK、ERK1/2通路及增強Nrf2的活性來(lái)發(fā)揮治療神經(jīng)退行性疾病的作用。現代研究表明，含笑內酯能明顯減少轉基因阿爾茨海默病（AD）模型小鼠的海馬齒狀回、CA1區和皮質(zhì)區的 Aβ斑塊數量、斑塊面積以及小膠質(zhì)細胞的數量，且能抑制小膠質(zhì)細胞的異常活化和聚集；同時(shí)，也能減少膠質(zhì)纖維酸性蛋白星形膠質(zhì)細胞的數量、抑制星形膠質(zhì)細胞的活化，并能夠明顯改善轉基因AD模型小鼠的認知障礙。此外，小膠質(zhì)細胞參與的神經(jīng)炎癥被認為在各種神經(jīng)退行性疾病中可以誘導腦損傷，抑制小膠質(zhì)細胞的過(guò)度激活對神經(jīng)退行性疾病的治療有益。另有研究發(fā)現，含笑內酯可顯著(zhù)減輕 LPS刺激 BV2小鼠小膠質(zhì)細胞引發(fā)的神經(jīng)炎癥，降低 iNOS、COX-2、TNF-α、IL-6 和NO 的含量，其機制與含笑內酯能夠抑制 IκBα/NF-κB 通路、Akt 通路的激活以及 c-Jun 氨基末端激酶（JNK）、p38 絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）激酶和細胞外信號調節激酶1/2（ERK1/2）的激活有關(guān)；同時(shí)，含笑內酯能夠通過(guò)增強Nrf2的活性，顯著(zhù)促進(jìn)抗氧化蛋白HO-1的表達。

       4、肝 臟保護作用

       研究發(fā)現，含笑內酯既可以減輕肝細胞的炎癥反應和脂肪變性，也可以誘導肝細胞自噬發(fā)揮其肝 臟保護作用。含笑內酯可減輕糖尿病模型小鼠的肝 臟脂肪變性，降低血脂水平（三酰甘油、總膽固醇）、肝 臟轉氨酶水平（丙氨酸轉氨酶、天冬氨酸轉氨酶）以及炎癥細胞因子（TNF-α、IL-1β）的異常升高，上調肝細胞過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體（PPAR-γ）的含量以及降低p-IκBα和p-NF-κB/p65的表達水平，從而抑制 NF-κB 通路，減少肝細胞中 TNF-α和IL-1β的產(chǎn)生。另外，含笑內酯可通過(guò)激活腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）/雷帕霉素靶蛋白抑制（mTOR）信號通路來(lái)上調 PPAR-γ的表達，誘導糖尿病模型小鼠的肝細胞發(fā)生自噬。

       5、腎 臟保護作用

       含笑內酯可通過(guò)抑制MTDH/BMP/MAPK、MTDH/NF-κB等信號通路來(lái)減輕腎纖維化，減輕腎 臟炎癥，從而發(fā)揮腎 臟保護的作用。現有研究表明，異黏蛋白（MTDH）是一種參與腎 臟纖維形成的因子，含笑內酯能夠特異性抑制 MTDH過(guò)表達所誘導的 EMT。在2種腎纖維化小鼠模型，單側輸尿管阻塞模型和缺血再灌注損傷模型中，含笑內酯能降低模型小鼠纖維連接蛋白和α-平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-SMA）的表達水平，并能在一定程度上回調上皮鈣黏素的表達水平。骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）信號是另一種參與纖維形成的細胞外信號，MTDH的過(guò)表達可通過(guò)調控腎小管上皮細胞中BMP/MAPK 通路來(lái)發(fā)揮促纖維化作用，而含笑內酯可特異性逆轉這種作用。另有研究發(fā)現，含笑內酯可以保護瘦素受體基因缺陷小鼠（糖尿病模型）腎 臟免受腎衰竭和炎癥的影響，其機制與含笑內酯可抑制MTDH的異常上調有關(guān)；同時(shí)，MTDH 的下調顯著(zhù)抑制了 NF-κB信號通路的激活，并降低了其下游炎癥細胞因子（如MCP-1、TNF-α、IL-1β、IL-6等）的表達水平，含笑內酯還可通過(guò)抑制 MTDH轉錄和促進(jìn)泛素介導的降解來(lái)下調MTDH的表達。

       含笑內酯的結構修飾

       含笑內酯是一種三環(huán)結構的倍半萜內酯，研究顯示其具有多種重要的藥理活性，但由于體內較低的血漿穩定性使其臨床應用受到了很大的限制。此外，含笑內酯的作用靶點(diǎn)至今尚未研究清楚，這也對其合理結構修飾和成藥性研究產(chǎn)生了困擾。目前，將非環(huán)狀低級仲烷胺通過(guò) Michael 加成反應連接到含笑內酯的 C13 位得到其加合物水溶性鹽，是一種有效提高生物利用度、增加血藥濃度的方法。此外，在 C-4 位引入酯基可保持含笑內酯活性，可將其作為設計合成分子探針位置，探究含笑內酯作用機制。C-2，14，9 位引入羥基后成酯，抗腫瘤活性均有提高。所以可在保持 α-亞甲基-γ-丁內酯結構的基礎上，引入雜原子或可提高含笑內酯的抗腫瘤活性。對含笑內酯及其衍生物作用機制和靶點(diǎn)的深入研究，將更加有利于含笑內酯的合理修飾和改造。

       參考資料

       [1]林景,莫俊俏,周欣等.含笑內酯的藥理作用及機制研究進(jìn)展[J].中國藥房,2022,33(14):1787-1792.

       [2]趙茹,曾炳麟,潘顯道.含笑內酯的結構修飾、生物活性及構效關(guān)系研究進(jìn)展[J].天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā),2020,32(03):532-539+497.

       作者簡(jiǎn)介

       小米蟲(chóng)，藥品質(zhì)量研究工作者，長(cháng)期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗證工作，現就職于國內某大型藥物研發(fā)公司，從事藥品檢驗分析及分析方法驗證。